[发明专利]多元素掺杂碳纳米管阵列修饰碳纤维及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种多元素掺杂碳纳米管阵列修饰碳纤维及其制备方法与应用，属于碳纳米材料领域。制备方法为先在碳纤维上沉积阵列模板，然后将咪唑类四氟硼酸盐和/或咪唑类六氟磷酸盐离子液体滴凃至阵列模板，煅烧后，使离子液体碳化，并使离子液体中的氮元素和/或硼元素与磷元素共同掺杂进入所述碳层；移除阵列模板后，得到多元素掺杂碳纳米管阵列模板修饰碳纤维。该方法制备过程简单，形成的多元素掺杂碳纳米管阵列能显著增大修饰电极的比表面积，掺杂入碳材料中的多种杂原子在相邻碳原子附近形成结构缺陷和电荷分布不均匀，使碳材料具有丰富的活性位点和较高的电催化活性，用于制备自支撑柔性微电极检测过氧化氢的含量。

主权项

1.一种多元素掺杂多孔碳纳米管阵列修饰碳纤维的制备方法，其特征在于，含有以下步骤：/n(1)阵列模板修饰碳纤维的制备：将碳纤维进行活化，得到活化的碳纤维，在该活化的碳纤维表面沉积阵列模板，得到阵列模板修饰碳纤维；/n(2)阵列模板上离子液体的包覆和碳化：将咪唑类四氟硼酸盐离子液体A、咪唑类六氟磷酸盐离子液体B或咪唑类四氟硼酸盐和咪唑类六氟磷酸盐的混合离子液体C滴凃至步骤(1)得到的阵列模板修饰碳纤维表面的阵列模板上，使所述离子液体均匀地包覆在所述阵列模板上；然后将该包覆了离子液体的阵列模板修饰碳纤维在惰性气体的保护下，在450℃-750℃条件下煅烧2h-3h，使包覆在所述阵列模板上的离子液体碳化，形成碳层；并使所述离子液体A中的硼元素与氮元素共同掺杂进入所述碳层，或者使所述离子液体B中的磷元素与氮元素共同掺杂进入所述碳层，或者使所述离子液体C中的硼元素、磷元素和氮元素共同掺杂进入所述碳层，得到负载多元素掺杂碳纳米管阵列模板的碳纤维复合材料；/n(3)多元素掺杂多孔碳纳米管阵列修饰碳纤维的制备：除去步骤(2)所述负载多元素掺杂碳纳米管阵列模板的碳纤维复合材料中的阵列模板，得到多元素掺杂多孔碳纳米管阵列修饰碳纤维。/n